他带整建制团队回国攻坚半导体DeepTech深科技
不久前，达博做出了一个重要决定：辞去日本国立材料研究所（NIMS）的永久研究职位，带领一支由多名独立科研骨干组成的团队回国发展。
深耕半导体装备关键材料与核心部件领域多年，达博是极少数深度参与 2022年后国际半导体一线产业项目的中国籍学者。他牵头美国泛林集团（Lam Research）与 NIMS 联合研发项目，聚焦台积电 3 nm量产产线，主攻电子束设备、刻蚀设备的关键材料与核心部件研发与应用攻关 [1]。
图丨美国泛林集团（Lam Research）捐赠新闻稿（来源：泛林日本）
做出回国抉择，他放弃了诸多优厚机会。泛林集团与他长期合作，过往曾多次给予无偿捐赠支持。今年 4 月 27日，在得知他决意辞职后，泛林方面随后再次提出无偿捐赠支持，希望其继续推进相关合作研究。与此同时，多家海外企业也向他抛出优厚合作条件，但这些因素已不能动摇达博全职回国的决心。
如今，他已正式受聘于母校中国科学技术大学工程科学学院担任讲席教授。这个选择看似突然但恰好踩在一个关键节点上：当半导体制程逼近亚纳米尺度，决定胜负的不再只是半导体装备的设计与集成，而是那些装备中更底层、也更难被看见的材料与部件能力。
他和团队想做的事情不仅是在高水平学术期刊上发表论文，更是要为国产半导体装备筑牢自主可控的“筋骨与基石”。恰逢当前国内半导体产业攻坚的关键时期，此时回国正当其时，团队多年积累的行业积淀与技术经验，也正好能为国家产业发展贡献力量。
那个从甘肃大山走出的少年，成为 NIMS 最年轻的永久职位研究人员
这位 85后出生于甘肃省陇南市康县。康县素有“陇上江南”之称，山水秀丽，却也因地处秦巴山区、交通不便，教育资源十分有限。他以市应届高考状元的成绩，进入中国科学技术大学物理学专业就读。
达博回忆道：“年少读书时只有一个想法，那就是通过积极努力去获得改变环境的机会。在那个交通闭塞的年代，我对世界的很多认知都来源于书本，对未知世界的渴望和想象是我学习最大的动力。”
从本科到硕士再到博士，达博在中国科学技术大学度过了 9年时光，师从丁泽军教授。在此期间他围绕半导体装备进行了大量理论研究，本科毕业论文是用理论方法研究电子束曝光机的工艺问题。
在中科大求学期间的数理功底与基础研究积累为日后的发展打下了坚实的基础，达博也找到了明确的发展方向——先进制程半导体装备中的关键材料与核心部件。彼时，日本在半导体设备领域处于领先地位，荷兰ASML 公司还不像如今那样有名。
图丨达博的谷歌学术页面（来源：谷歌学术）
2013 年，达博在获得博士学位后，来到 NIMS 进行博士后研究。用达博的话描述，他将之前“看到的、想到的在 NIMS全部印证了一遍”。
在 NIMS，达博打破了多项纪录。一般来说 tenure track 需要三到五年才能获得终身职位，而达博仅用了一年，成为 NIMS获得终身职位最年轻的学者。此外，他也是 NIMS 中科研项目最多、与产业结合最紧密的年轻学者之一。
2017 年 4 月 1 日，NIMS 开年大会上，达博在同一天两次“登台”：第一次是作为新人做入职介绍，随后又凭借 tenuretrack 阶段的成果，斩获 NIMS 最高奖“理事长赏”。时任 NIMS 理事长、现任日本 JST的理事长桥本和仁（Kazuhito Hashimoto）先生甚至开玩笑说，他一辈子能拿的奖，入职第一年就全拿完了。
图丨“材料改变世界，我们创造材料”宣传语展示（来源：NIMS 官网）
2001 年，NIMS由日本国立金属材料研究所（NRIM）与国立无机材料研究所（NIRIM）合并成立，但一直沿用金属所此前的宣传语已有二十几年。2023年，NIMS面向社会有学术影响力的研究人员征集宣传语，达博从一句朴素的哲学道理中汲取灵感，提出了“材料改变世界，我们创造材料”，并被采纳沿用至今，这也是日本国家级研究机构中唯一采用的外籍人员提出的宣传语[2]。
亚纳米时代，看不清还是看不准？
当下，台积电正在推动 1.4 nm等下一代先进制程节点，半导体制程正在向亚纳米尺度迈进。以往的成熟制程随机误差偏小，然而在亚纳米尺度的测量，随机误差显著增大，无法再用单一、少量参数来简单标定精度，必须在参数收集阶段即引入更复杂的模型。但这种复杂模型在人的感知中是模糊的图像，每个像素及其统计波动都包含关键信息。
半导体制程演进，首先要解决“如何在更小尺度看清和看准”的问题。
随着先进制程的细节要求越来越高，电子束量检测设备正在成为半导体领域不可替代的工具。在芯片生产加工过程中，结构成型、图形按照目标图形生产、晶圆表面或结构表面是否残留光刻胶以及各类缺陷等各个方面都需要精准排查，而这些因素都与半导体的良率密切相关。
另一方面，先进制程下缺陷愈发微观，需要捕捉到微弱信号。传统的光学手段由于波长受限，很难在小尺寸实现观测；而电子束波长在亚纳米级别尺度，既能在光学基础上看得更小、更清晰，还能探测比光学手段更丰富的信息，例如深孔观测，其已成为存储芯片制造领域最核心的问题之一。这就像是在医学领域中用肉眼以及X 光观测人体，所获取的信息维度完全不同。
根据公开资料显示，在电子束量检测设备领域，达博曾重新定义亚纳米尺度下微观观测的底层逻辑。他借鉴电阻测量四探针技术与红外天文学领域的Chop-Nod Method，原创提出“白色电子”研究方法 [3]。
该方法通过多次关联测量，有效屏蔽衬底背景信号干扰，实现半导体微纳缺陷的精准表征与定量解析。其核心创新是把非单色二次电子（SE）能谱整体作为探测信号，构建出微弱信号超高通量探测、识别与分析的全新技术方案。
在科研应用案例中，该方法能够依托纳米材料透射率的细微变化，精准获取衬底表面仅 1–2个原子层厚度纳米材料的定量信息，检测效率相较传统多层探测法提升近两个数量级。
而在这项研究过程中，也让达博第一次强烈感受到半导体的产业和学术界不同的需求：对于产业界而言，只要方法管用、能给企业节约费用就是好方法；而在发表学术论文时，以“白色电子”方法相关论文为例，审稿人纠结的是，提取出来的结果是很多实验的组合，那它到底代表的是什么样的信息？这背后究竟有怎样的机理？
为此，达博在数学和物理层面花费了很多时间和精力进行证明。达博进一步解释道：“学术界更看重的是方法创新，假如在 100次实验中成功一次可能就可以发表论文，但产业界的期望是 100 次实验中一次失败都不要有。”
图丨“白色电子”方法的可视化（来源：Nature Communications）
这种学术与产业的认知差异，也让达博在先进制程量产研发中有了更深体悟，其中就包括台积电 3 nm产线关键部件研发。在他看来，成熟制程与先进制程的本质区别是，前者是“长板驱动”，即追求某几个关键部件的极致性能，其他部件的问题是可以被掩盖的；而后者是“短板致死”，尤其是在量产线上，整个装备中尤其是工作在等离子体、腐蚀气体、高温或高真空的所有材料与部件，其任何微弱的影响都可能破坏整体性能的表现。这就像是牵一发而动全身，因此先进制程在量产线上，是一个不断对部件找问题、找方案的过程。
在这个过程中，达博意识到一个更根本的问题：现有电子束设备中，可被有效利用的电子束流比例极低。要突破这一瓶颈，必须从材料本身的结构入手。为此，达博制备出圆柱对称旋转晶体
（CSRC，cylindrical symmetric rotating crystals）[4]，并开创衍射电子光学
领域，NIMS 时任理事长桥本和仁（Kazuhito Hashimoto）评价这项成果为“具有与准晶发现相当的原创性意义”。
（来源：Science and Technology of Advanced Materials: Methods）
